Ludzkie komórki rozrodcze
Stworzenie nowego człowieka obejmuje wiele skomplikowanych procesów. Głównymi „elementami budulcowymi” są ludzkie komórki rozrodcze, czyli gamety. Żeńskie gamety to komórki jajowe, a męskie – plemniki.
U ssaków zygota (lub zapłodniona komórka) powstaje, gdy komórka jajowa matki i plemnik ojca łączą się, umożliwiając zespolenie ich materiału genetycznego. Po bezpiecznym zagnieżdżeniu się w wyściółce macicy zygota ludzka w ciągu dziewięciu miesięcy przekształca się w w pełni ukształtowane dziecko.
Jajniki i komórki jajowe
Jajniki to narządy w kształcie migdałów, będące częścią żeńskiego układu rozrodczego. Każda kobieta posiada dwa jajniki, położone po obu stronach macicy na końcach jajowodów.
Jajniki produkują żeńskie hormony płciowe – progesteron i estrogen. To one odpowiadają za rozwój drugorzędowych cech płciowych, takich jak powiększenie piersi, poszerzenie bioder, owłosienie łonowe i pod pachami. Regulują funkcjonowanie cyklu miesiączkowego, owulację i menstruację – od okresu dojrzewania aż do menopauzy.
Jajniki zawierają wiele pęcherzyków, z których każdy otacza niedojrzałą komórkę jajową, czyli oocyt (dojrzała komórka jajowa to owocyt lub komórka jajowa). Większość komórek nie jest widoczna gołym okiem. Wyjątkiem są ludzkie komórki jajowe – ze średnicą ok. 100 mikrometrów są niemal tak szerokie jak ludzki włos.
Komórka jajowa składa się z:
- jądra haploidalnego, zawierającego jedną kopię każdego chromosomu
- mitochondriów, dostarczających energię do replikacji i podziału komórki oraz zawierających mitochondrialne DNA
- cytoplazmy, gęstego roztworu, głównie złożonego z wody, soli i białek
- osłonki przejrzystej (zona pellucida), galaretowatej bariery z glikoprotein, otaczającej błonę komórkową dla ochrony zawartości komórki
- ziarnistości korowych, które utwardzają zewnętrzną część komórki jajowej po zapłodnieniu
Komórka jajowa zawiera także koronę promienistą, czyli najbardziej zewnętrzną warstwę, oraz pierwsze ciałko kierunkowe – małą komórkę haploidalną powstałą podczas podziału komórki.
Komórka jajowa zaprojektowana jest tak, by zapobiegać polispermi (zapyleniu przez więcej niż jeden plemnik). Zygota powinna zawierać dwie kopie każdego chromosomu – jeśli jest ich więcej (wskutek zapłodnienia przez kilka plemników), zygota z reguły nie jest żywotna.
Wraz z wiekiem starzeją się także nasze komórki, nie inaczej jest w przypadku komórek jajowych. Chociaż kobieta rodzi się z dużą liczbą komórek jajowych, z czasem ich ilość maleje. Gdy osiągnie wiek 40 lat, jej rezerwa jajnikowa stanowi już tylko ok. 3% stanu pierwotnego. Liczba ta może się różnić w zależności od stylu życia – np. palenie papierosów przyspiesza utratę komórek jajowych.
Wraz z wiekiem pogarsza się także jakość komórek jajowych. Przed samą owulacją komórki jajowe dzielą się; starsze komórki są bardziej podatne na błędy w tym procesie, co zmniejsza ich żywotność i zwiększa ryzyko wad rozwojowych.
Powszechnym mitem jest, że niektóre procesy hormonalne (takie jak antykoncepcja hormonalna czy ciąża) mogą zatrzymać naturalne starzenie się komórek jajowych. To nieprawda. Hormony mają kluczowe znaczenie w wielu procesach ludzkiego ciała, ale akurat ten zależy przede wszystkim od stanu mitochondriów.
Komórki jajowe można oddawać. Potencjalna dawczyni zostanie dokładnie przebadana, a jeśli okaże się zdrowa, otrzyma leki pobudzające dojrzewanie pęcherzyków jajnikowych. Po 8–14 dniach dojrzałe komórki zostaną pobrane z organizmu dawczyni laparoskopowo i przechowane do czasu wykorzystania.
W wielu krajach dawstwo komórek jajowych stanowi przedmiot dyskusji dotyczących zdrowia dawczyń i etycznych aspektów, m.in. czy zgodne z etyką jest otrzymywanie wynagrodzenia za oddanie komórek.
Owulacja
W fazie owulacji cyklu miesiączkowego jeden z jajników doprowadza kilka pęcherzyków do dojrzałości i uwalnia dojrzałą komórkę jajową – pozostałe pęcherzyki zostają wchłonięte przez organizm. Zachodzi to niezależnie od tego, czy kobieta jest aktywna seksualnie. Jajo zostaje wydalone w stronę jajowodu, którym podąża do macicy. W tym miejscu komórka jajowa może zostać zapłodniona przez plemnik (jeśli doszło do niezabezpieczonego stosunku).
Po owulacji uwolniona komórka jajowa bardzo szybko zaczyna się starzeć, a tzw. okno płodności powoli się zamyka. Jeśli dojdzie do zapłodnienia, jajo kontynuuje podróż jajowodem do macicy, gdzie zagnieżdża się w ścianie macicy i zaczyna się rozwijać jako zarodek. Jeśli nie zostanie zapłodnione, ulega rozpadowi i zostaje wydalone wraz z nabłonkiem macicy w ramach miesiączki.
W porównaniu z komórkami jajowymi plemniki są bardziej odporne – mogą przeżyć w żeńskim układzie rozrodczym nawet do pięciu dni (poza nim raczej nie są zdolne do przeżycia). Przetrwanie plemników zależy m.in. od konsystencji śluzu szyjkowego. Planowanie współżycia względem czasu owulacji to kluczowy krok w staraniach o ciążę.
Antykoncepcja hormonalna działa poprzez zahamowanie owulacji. Jeśli w regularnym cyklu nie dochodzi do owulacji, mówimy o cyklu bezowulacyjnym. Cykl taki jest powszechny i niemal każda kobieta doświadczy go przynajmniej raz w życiu.
Powstawanie bliźniąt
Niektóre kobiety uwalniają dwa jaja w jednym cyklu, co sprzyja poczęciu bliźniąt.
- Bliźnięta jednojajowe powstają w wyniku podziału zapłodnionego jaja na dwie identyczne części. Rozwijają się w tym samym worku owodniowym i mają identyczny materiał genetyczny. Najczęściej jest to kwestia przypadku.
- Bliźnięta dwujajowe powstają, gdy dwa osobne jaja zostają zapłodnione przez dwa różne plemniki. Nie dzielą identycznych genów – są do siebie podobne jak rodzeństwo z innych ciąż. Bliźnięta dwujajowe częściej pojawiają się w niektórych rodzinach.
- Ciąże wielopłodowe mogą być jednojajowe, dwujajowe lub mieszane. W przypadku leczenia niepłodności większość ciąż mnogich to bliźnięta dwujajowe.
Dla naukowczyń i badaczek biomedycznych bliźnięta stanowią cenną okazję do odróżnienia wpływu genów od środowiska – natura a wychowanie. Ponieważ bliźnięta jednojajowe powstają z jednej zapłodnionej komórki, mają ten sam kod genetyczny. Wszelkie różnice między nimi (np. młodziej wyglądająca skóra u jednej z sióstr) wynikają więc z czynników środowiskowych (np. mniej ekspozycji na słońce).
Dodatkowo porównanie doświadczeń bliźniąt jednojajowych i dwujajowych pozwala szacować, w jakim stopniu geny wpływają na życie człowieka.
Jądra i plemniki
Plemnik to męska komórka rozrodcza, czyli gameta.
Plemniki produkowane są w jądrach. Jądra produkują także testosteron – hormon odpowiadający za męskie drugorzędowe cechy płciowe, takie jak zarost na twarzy i klatce piersiowej, męska sylwetka (brak zaokrąglonych bioder), rozbudowana górna część ciała oraz szybsze przybieranie masy mięśniowej w porównaniu do kobiet.
Spermatogeneza to proces powstawania plemników. Rozpoczyna się on w kanalikach nasiennych jąder, gdzie powstają plemniki zwane spermatocytami. Spermatocyty przechodzą kilka cykli podziału, aby przekształcić się w spermatydy – młode plemniki, które dojrzewają przez około 64 dni, aż osiągną formę dojrzałego plemnika.
Plemniki mają trzy wyraźnie wyróżnione części:
- Główka plemnika zawiera jądro z DNA. Główkę okrywa akrosom (czapeczka), w którym znajdują się enzymy pomagające rozpuścić osłonę komórki jajowej.
- Część środkowa (witka) zawiera mitochondria produkujące energię potrzebną do ruchu.
- Ogon (flagellum) wprawia plemnik w ruch – dzięki niemu przemieszcza się z pochwy do jajowodu. Jeden plemnik może pokonać ok. 76 cm (30 cali) na godzinę.
[cytat] W przeciwieństwie do kobiet, mężczyźni nie rodzą się z zapasem komórek rozrodczych. Produkcja plemników rozpoczyna się dopiero w czasie dojrzewania – mniej więcej od 12. roku życia mężczyźni produkują miliony nowych plemników każdego dnia. Przeciętnie mężczyzna wytwarza ok. 73 miliony plemników w jednym mililitrze nasienia.
Dwa główne czynniki wpływające na płodność mężczyzn to ilość plemników oraz ich ruchliwość.
Liczba plemników to średnia liczba plemników w próbce nasienia. Lekarki mogą ocenić liczbę plemników podczas badania nasienia.
Za prawidłowy uznaje się wynik ok. 15 milionów na mililitr lub co najmniej 39 milionów w ejakulacie. Liczba poniżej 15 milionów/ml jest niska i może utrudniać poczęcie. Poziom testosteronu silnie wpływa na liczbę i jakość plemników. Niektóre choroby – wrodzone lub nabyte, infekcje, guzy – również mogą obniżać liczbę plemników.
Właściwe nawyki i naturalne metody mogą wspierać hormony kontrolujące produkcję plemników, co korzystnie wpływa na ich rozwój i liczbę.
Ruchliwość plemników oznacza zdolność plemników do efektywnego poruszania się. Aby dotrzeć do komórki jajowej i ją zapłodnić, plemniki muszą przejść przez drogi rodne kobiety. Niska ruchliwość plemników bywa przyczyną niepłodności męskiej.
Istnieją dwa rodzaje ruchliwości plemników:
- Ruchliwość postępowa – plemniki poruszają się po linii prostej lub dużych okręgach, co umożliwia dotarcie do komórki jajowej.
- Ruchliwość niepostępowa – plemniki nie poruszają się w linii prostej lub wykonują ciasne kółka, co nie pomaga im dotrzeć do celu.
Aby plemnik mógł pokonać śluz szyjkowy i dotrzeć do komórki jajowej, ruchliwość postępowa powinna wynosić minimum 25 mikrometrów/sekundę. O astenozoospermii, czyli słabej ruchliwości, mówimy, gdy mniej niż 32% plemników porusza się efektywnie.
Naukowczynie wciąż badają mechanizmy, które pozwalają plemnikom dotrzeć do komórki jajowej i ją zapłodnić. Wiadomo, że zaangażowany jest w tym progesteron – podejrzewa się, że plemniki przyciągane są przez wyższe stężenia tego hormonu, które wytwarza komórka jajowa.
Bankowanie nasienia
Można pozyskiwać plemniki do sztucznego zapłodnienia, korzystając z inseminacji domacicznej (IUI) lub zapłodnienia pozaustrojowego (IVF).
IUI polega na umieszczeniu nasienia bezpośrednio w macicy, aby ułatwić zapłodnienie. IVF polega na połączeniu plemnika z komórką jajową w laboratorium i późniejszym przeniesieniu zarodka do macicy.
Aby pobrać próbkę nasienia, mężczyzna oddaje je do sterylnego pojemnika. Technik laboratoryjny wykorzysta je natychmiast w procedurze IUI lub IVF, bądź zamrozi do przechowania.
Plemniki można także oddawać. Oddane nasienie jest rygorystycznie badane pod kątem chorób zakaźnych oraz zaburzeń genetycznych.
Możesz śledzić swój cykl miesiączkowy w aplikacji WomanLog. Pobierz WomanLog już teraz:
